آشنایی با ازن و استفاده از آن در کشاورزی۱۳۹۶-۱۰-۱۴ ۱۰:۱۴:۵۱ +۰۳:۳۰

آشنایی با ازن و استفاده از آن در کشاورزی

مقدمه

     ازن چیست؟ ازن یک ترکیب طبیعی قسمت بالای اتمسفر است، که اساساٌ به طور فتوشیمیایی ساخته می شود. ازن می تواند پس از رعد و برق از طریق بوی هوای تمیز و تازه که ناشی از تولید سطوح کم ازن پس از رعد و برق است، تشخیص داده شود.

   ازن به طور اقتصادی از سال ۱۸۹۳ به کار گرفته شد یعنی زمانی که برای اولین بار جهت گند زدایی و استریل نمودن آب آشامیدنی ازن استفاده شد. دانشمندان اخیراً توضیح داده اند که تیمار ازن یک تیمار مؤثر بر آب است البته اگر به طرز صحیح استفاده شود.

   مطابق با گفته های فیلیپ بارلو، ازن قویترین عامل اکسید کننده است که از لحاظ اقتصادی در دسترس می باشد و ما می توانیم آن را تولید نماییم. هرچند مولکول ازن ناپایدار است و مانند گاز کلر نمی باشد و  نمی تواند برای کاربردهای آینده استفاده شود . به همین دلیل باید ازن را در نزدیکی زمان کاربرد تولید نمود و سپس فوراً استفاده نمود.

    تحقیقات اخیر بروی کشت هایدورپونیک نشان داده است که موفقیت تیمار ازن مستقیماً به حجم آب در سیستم بازچرخشی، سرعت جریان آب، و تعداد گیاهانی که سیستم ، نیاز آنها را تأمین می کند، وابسته است. با استفاده از پتانسیل احیاء محلول غذایی به صورت یک شاخص، یافت شده که غلظت مناسب ازن جهت عملکرد مناسب کشت هیدروپونیک بین ۰/۱ تا ۰/۲ میلی گرم بر لیتر است. جهت تولید این غلظت از ازن، به ژنراتور تولید ازنی نیاز است که قادر باشد میزان ۵ تا ۸ گرم ازن را در هر ساعت تولید نماید.

    اگر غلظت بیش از حد از ازن استفاده شود با خطر آسیب به محلول غذایی روبرو می شویم. هرچند فیلیپ ( مهندس  شیمی) اخطار میدهد که اگر ازن  به طور کافی استفاده نشود و به حد کفایت عمل نکند، نتایج مورد انتظار ما حاصل نمی شود. سطوح مصرف بیش از حد ازن، به هدرروی تعدادی از میکرو المنت ها در محلول غذایی می انجامد که از آن جمله می توان به عناصر آهن و منگنز اشاره نمود.

   فیلیپ همچنین اضافه می کند که تولید حد کافی از ازن جهت از بین بردن کلیه ی میکروارگانیزمها نمی باشد بلکه بیشتر جهت کنترل کردن  میکروارگانیزمهایی است که سبب ایجاد بیماری در گیاه می نمایند . هدف از ازن زنی حفظ جمعیت این گروه از میکروارگانیزمها در تعداد بسیار پایین می باشد.

خصوصیات ازن

     مطابق با صحبتهای فیلیپ، حد آستانه ی بوی گاز ازن تقریباً ۰/۰۱ پی پی ام است. ازن در غلظتهای بالای ۰/۱ پی پی ام ، بوی ناخوشایند تندی متصاعد می کند و  در غلظتهای بالای ۵ پی پی ام، رنگ آبی ضعیفی ایجاد می نماید.

     ازن در هوا نسبتاً پایدار است ( با نیمه عمری از ساعات متعدد در غلظتهای کم)، اما این نیمه عمر به طور قابل توجهی با ورود ازن به آب تغییر می کند چون در این محیط واکنشهای شیمیایی زیادی می تواند رخ دهد. چون ازن واکنش دهنده ی قوی در یک محیط آبی است، می تواند مواد را بین ۱۰ تا ۱۰۰۰ بار بیش از اکسنده ترین موادی که جهت تیمار آب به کار می رود، اکسید نماید. به عنوان مثال در اکسیداسیون مواد آلی تحت عملکرد ازن، این مواد می توانند کاملاً به دی اکسید کربن و آب تبدیل شوند.

     وقتی ازن در آب حل می شود، می تواند با آلوده کننده های آب از طریق واکنش مستقیم به صورت مولکول ازن یا از طریق واکنش غیر مستقیم در واکنش با رادیکالهای آزاد هیدروکسیل، واکنش نماید. معمولاً در محلولهای اسیدی واکنش مستقیم و در محلولهای قلیایی واکنش غیر مستقیم غالب است.

     در کشتهای مزرعه ای ، ازن در طول تبادل نرمال گازی از طریق روزنه ها وارد برگهای گیاه می شود. ازن به صورت یک اکسنده ی قوی علائم متعددی شامل کلروز برگی و نکروز برگی را در گیاه نمایان می سازد.  علائم دیگری شامل ایجاد نقاطی به قطر ۱ میلی متر به فرم نامنظم و با سوختگی کم ، ایجاد مناطق رنگی و سیاه با قطر ۲ تا ۴ میلیمتر بروی برگها، برنزه شدن و قرمز شدن می باشد. این علائم معمولاً در بین رگبرگهای گیاهی و در سطح بالایی برگهای مسن تر و برگهایی با سن متوسط  نمایان می شود. نوع شدت آسیب ناشی از ازن به فاکتورهای متعددی شامل طول دوره ی در معرض ازن بودن گیاه و غلظت ازن ، شرایط آب و هوایی و ژنتیک گیاه مربوط است. گیاهانی که در محفظه هایی قرار دارند که در آنها فیلتر ازن تعبیه شده و می توانند غلظت ازن را کاهش دهند، علائم برگی که ناشی از در معرض غلظت های ازن قرار گرفتن است را نشان نمی دهند. طی تحقیقات انجام شده در ایالات متحده ی آمریکا، غلظتهای ازن می توانند عملکرد را کاهش دهند که این کاهش عملکرد  در گیاهان دولپه ای مانند لوبیای چشم بلبلی، پنبه و بادام زمینی بیش از گیاهان تک لپه ای مانند سورگوم، ذرت و گندم زمستانه ، نمایان شده است.

تولید ازن

     تولید ازن با عبور اکسیژن یا هوای خشک درون یک میدان الکتریکی قوی انجام می گیرد. که در آنجا بخشی از اکسیژن به ازن تبدیل می شود. روشهای متعددی جهت تولید ازن وجود دارد که از آن جمله می توان به روشهای Corona Discharge،  پرتو افکنی UV و الکترولیز اشاره نمود . برای کاربردهای هیدروپونیک، ژنراتور دیس شارژ کرونا به طور کاربردی، ایمن و اقتصادی توصیه می شود.

ژنراتور دیس شارژ کرونا(CD)

     این ژنراتور قادر است که غلظتهای بالایی از ازن را تولید نماید. هرچند سل های تولید کننده با طراحی های زیادی تولید شده اند اما اصول پایه ای آنها مشابه است.

جنبه‌های سلامتی و محیط زیستی

     از آنجا که ازن در محلولهای آبی نیمه عمر کوتاهی داره، و تجزیه ی آن غالباً به اکسیژن و محصولات اکسیژنه شده منتهی می شه ، آب تیمار شده با ازن کمتر یک خط محیطی محسوب می شود نسبت به زمانی که به صورت تیمار نشده یا به صورت تیمار شده با هالوژنها یا ترکیبات وابسته مثل کلر رها میشود. ازن فرایند اکسیداسیون طبیعی جذب بیولوژیکی و اتمسفری اکسیژن را تسریع می کند. آب تیمار شده با ازن عموماً در محیط باز چرخ می شود بدون اینکه ترسی از رها شدن اجزاء سمی در محیط زیست داشته باشیم. به طور نامشابه با سایر اکسید کننده هایی که در یک منبع ذخیره می شوند، ازن باغلظت کم در مکان مصرف تولید می شود و فوراً مصرف می شود. در نتیجه اگر به طور تصادفی تراوشی صورت گیرد، به آسانی کنترل می شود همان طوری که در کل جهان عمل می شود.

    تنفس ازن موجود در هوا برای چند دقیقه آسیب چندانی بر سلامتی عمومی فرد نمی گذارد. هرچند آسیب گلو و ریه از در معرض شدید ازن قرار گرفتن حاصل می شود. مهم است که بدانیم در طول ۱۰۰ سال استفاده از ازن، مرگی ناشی از در معرض ازن قرار گرفتن گزارش نشده است.